押题5(选择与填空):力与运动
备注:真题回顾来源于近两年南京中考真题,押题预测来源于2024年名校模拟试题
本节内容是力学的基础,在南京卷中,主要考察的是:对力的概念理解、惯性的理解与应用、摩擦力的分析与计算、平衡力与相互作用力的区分。
秘籍1:怎样解力的理解问题
理解力可以从以下几个方面进行:
(1)必须有两个物体才能产生力的作用,单独一个物体不能产生力。
(2)产生力的作用与两物体是否接力体而则触无关。
(3)物体间力的作用是相互的,一个物体对另一个物体施加作用力的同时,这个物体也受到另一个物体的反作用力,且相互作用的两个力大小相等。
(4)力的作用效果:①使物体发生形变;②改变物体的运动状态。
(5)力的大小、方向、作用点都能影响力的作用效果。
【特别提示】力不能脱离物体而存在,只要有力,就一定有施力物体和受力物体;施力物体和受力物体是相对而言的,一个物体是施力物体,则另一个物体就是受力物体。
秘籍2:怎样解重力方向的应用问题
无论什么情况下,重力的方向都是竖直向下的,解答此类题目时一定要牢记这一点。它的应用有利用铅垂线检查所砌墙壁是否竖直,检查相框是否挂正;利用水平仪检查桌面是否水平;利用坡度自动测量仪测量路面坡度等。
【特别提示】注意重力与压力的区分
重力方向竖直向下(或垂直于水平面);压力垂直于接触面并指向被压的物理。
秘籍3:怎样解二力平衡条件的应用问题
二力平衡条件的应用问题主要表现在以下三个方面:
(1)可以判断物体是否受力平衡;
(2)已知其中一个力的大小和方向,利用“二力平衡条件”可以确定出另一个力的大小和方向,方法是先要找出与之相关的平衡力,再利用“大小相等”来确定它的大小,利用“方向相反”来确定它的方向;
(3)平衡力的合力为零。
【特别提示】平衡力与相互作用力的区分
平衡力 一对相互作用力
实例
不同点 大小 大小相等
方向 方向相反,并且作用在同一条直线上
作用点 作用在同一个物体上 作用在两个不同的物体上
相同点 效果 能相互抵消 不能相互抵消
存在性 相互独立 同时变化
秘籍4:怎样解力与运动关系的问题
解答力与运动关系的问题时,应明确一下关系:
【特别提示】
①力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因。
②物体受力,运动状态不一定发生改变,例如受到了平衡力的作用;物体运动状态改变一定受到了非平衡力的作用。
秘籍5:怎样解有关摩擦力大小和方向的问题
(1)运用二力平衡法求解摩擦力大小的步骤:
①明确所求解的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力;
②分析物体的受力情况,判断出所求的摩擦力与哪个力是平衡力;
③根据已知力的大小确定摩擦力的大小。
(2)判断摩擦力方向的方法:
①由摩擦力的概念判断首先明确研究对象(一般选受力物体)和参照物(一般选施力物体),再明确研究对象相对参照物的运动方向,然后由摩擦力的概念判断出研究对象所受摩擦力的方向。
②由假设的方法来判断
此法通常用来判断相对静止的物体所受静摩擦力的方向。首先假设物体不受摩擦力,再确定研究对象与参照物之间将会出现的相对运动情况,最后判定研究对象所受静摩擦力的方向。
③由二力平衡的性质来判断
根据二力平衡条件,一对平衡力一定大小相等,方向相反,作用在同一条直线、同一物体上,故可对物体进行受力分析,从而判断摩擦力的方向。
1.(2023·江苏南京·中考真题)平直公路上有一辆公交车,图甲是车内拉环正面的示意图。图乙、丙、丁是该车内观察到的同一拉环在不同时刻侧面的情景,车头在拉环的左方,以下判断正确的是( )
A.乙图中,车此时一定处于静止状态
B.丙图中,车此时可能在刹车礼让行人
C.丁图中,拉环此时所受重力与吊绳对它的拉力是一对平衡力
D.乙图中拉环没有惯性,丙、丁图中拉环有惯性
【答案】B
【详解】A.乙图中,拉环处于静止状态,说明此时车有可能静止,有可能做匀速直线运动,故A错误;
B.车头在拉环的左方,由图可知拉环向左偏,说明公交车可能在刹车礼让行人,故B正确;
C.由图可知此时拉环受竖直向下的重力、沿绳斜向左上方的拉力,这两个力不在同一直线上,因为一对平衡力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,所以拉环此时所受重力与吊绳对它的拉力不是一对平衡力,故C错误;
D.一切物体在任何情况下都具有惯性,故D错误。
故选B。
2.(2022·江苏南京·中考真题)以下情境中,关于力与运动关系的认识正确的是( )
A.甲图中,直开机上升时所受升力和重力是相互作用力
B.乙图中,回形针受到细线的拉力和磁铁对它的吸引力是一对平衡力
C.丙图中,用剪刀将细线剪断,小球下落,说明物体只有受力才能运动
D.丁图中,摆球摆到最高处B时,若它所受力都消失,摆球将静止在B处
【答案】D
【详解】A.升力和重力都是直升机受到的,而相互作用力是两个物体之间的作用力,因此直开机上升时所受升力和重力不是一对相互作用力,故A错误;
B.回形针受到磁铁对它向上的吸引力,向下的重力和向下的拉力,处于平衡状态,所以,回形针受到细线的拉力和磁铁对它的吸引力不是一对平衡力,故B错误;
C.用剪刀将细线剪断,小球只受到重力作用,小球下落,说明力可以运动状态发生改变,故C错误
D.当摆球摆到右侧最高点B时,此时小球的动能全部转化为重力势能,速度为零,若不受任何外力,将保持静止状态不变,故D正确。
故选D。
二、填空题
3.(2020·江苏南京·中考真题)重100N的木箱放在粗糙程度相同的水平地板上,用水平推力F推木箱。F=15N时,没推动,木箱所受摩擦力为 N;F=30N时,木箱做匀速直线运动;F=50N时,木箱做加速运动,它所受摩擦力为 N;撤去F,木箱做减速运动,它所受摩擦力为 N。
【答案】 15 30 30
【详解】[1]用15N的水平推力推木箱,木箱静止不动,此时推力跟摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以它受到的摩擦力为15N。
[2]F=30N时,木箱做匀速直线运动,此时推力跟摩擦力也是一对平衡力,大小相等,所以它受到的摩擦力为30N。F=50N时,木箱做加速运动,木箱对水平地面的压力和接触面的粗糙程度都没有变,所以摩擦力不变,仍为30N。
[3]撤去F,木箱做减速运动,木箱对水平地面的压力和接触面的粗糙程度都没有变,所以摩擦力不变,仍为30N。
4.(2020·江苏南京·中考真题)端午节的传统习俗有包粽子、吃咸鸭蛋和赛龙舟等,棕叶飘香,说明分子在 ;一只咸鸭蛋的质量约为60 (填单位);赛龙舟时人用力向后划桨,船向前行,说明力的作用是 的。
【答案】 永不停息地做无规则运动 克 相互
【详解】[1]棕叶飘香属于扩散现象,说明分子在永不停息地做无规则运动。
[2]一只鸡蛋的质量大约50g,一只咸鸭蛋的质量与此差不多,一只咸鸭蛋的质量约为60g。
[3]用力向后划桨,给水一个向后的力,水也给了龙舟一个向前的力,使龙舟前进,说明力的作用是相互的。
一、单选题
1.(2024·重庆南岸·一模)如图所示是我校瓦楞车比赛时的场景,下列说法中正确的是( )
A.停止推动后,车不能马上停下来是因为它具有惯性
B.人推车使车前进说明力是维持物体运动状态的原因
C.瓦楞车车身受到的重力与地面对它的支持力是一对平衡力
D.坐在车内的人受到的重力与他受到的支持力是一对相互作用力
【答案】A
【详解】A.物体具有保持原来的运动状态不变的性质,即惯性,因此停止推动后,车不能马上停下来是因为它具有惯性,故A正确;
B.车在推力的作用下由静止前进,说明力可以改变物体的运动状态,若车子不受任何力,车子将会以恒定不变的速度一直运动下去,表明力不是维持物体运动状态的原因,故B错误;
C.瓦楞车车身受到的重力与地面对它的支持力,二力大小不相等,所以不是一对平衡力,故C错误;
D.坐在车内的人受到的重力与他受到的支持力,大小相等,方向相反,都作用在人身上,作用在同一直线上,因此是一对平衡力,故D错误。
故选A。
2.(2024·江苏南京·一模)如图所示是我国自主研发的C919大型商用客机,关于客机相关的物理知识,下列说法正确的是( )
A.飞机升空主要是由于受到空气的浮力
B.飞机在跑道上加速滑行时,地面对飞机的支持力小于飞机的重力
C.飞机降落时,由于惯性作用无法立即停下来
D.飞机在空中加速上升时,重力势能转化为动能
【答案】B
【详解】A.飞机升空是由于机翼上下表面空气流速不同,压强不同,从而形成了向上的升力,不是利用浮力升空的,故A错误;
B.飞机在跑道上加速滑行时,在竖直方向受到地面对飞机的向上的支持力、向上的升力及向下的重力作用,这三个力是平衡力,所以支持力小于重力,故B正确;
C.飞机降落时,由于惯性,要保持原来的运动状态不变,所以无法立即停下,而惯性不是力不能表达成:由于惯性作用,故C错误;
D.在空中加速上升时,飞机的质量不变,速度变大,高度变大,动能变大,重力势能也变大,不是重力势能转化为动能,故D错误。
故选B。
3.(2024·河北邢台·一模)如图所示,在粗糙程度相同的水平面上,手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示位置,松手后,木块最终停止在图乙所示位置。下列说法正确的是( )
A.弹簧被压缩过程中,长度变短,弹簧的弹性势能减小
B.木块被弹簧弹离后的瞬间,如果它受到的力全部消失,木块将立即停止不动
C.木块从被弹簧弹离至停止前的过程中,木块的动能逐渐减小,摩擦力不变
D.图乙中,木块受到的支持力和木块对水平面的压力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.弹簧被压缩过程中,长度变短,形变量变大,弹簧的弹性势能变大,故A错误;
B.木块被弹簧弹离后的瞬间,如果它受到的力全部消失,木块运动状态不变,将保持匀速直线运动状态,故B错误;
C.木块从被弹簧弹离至停止前的过程中,木块的质量不变,速度逐渐减小,动能逐渐减小;木块对水平面的压力不变,接触面粗糙程度不变,摩擦力不变,故C正确;
D.物体间力的作用时相互的,图乙中,木块受到的支持力和木块对水平面的压力是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
4.(2024·河南开封·一模)舞狮是我国最具特色的传统文化,如图为舞狮时“狮子乙”站在水平地面上,“狮子甲”站在“狮子乙”身上的情景,下列说法正确的是( )
A.“狮子甲”腾空而起的过程中,其惯性增大
B.跃起的“狮子甲”最终落向地面,是因为受到重力的作用
C.若二者静止在水平地面上,“狮子乙”抬起一只脚后对地面的压力变大
D.若二者静止在水平地面上,“狮子乙”受到的重力与地面对它的支持力是一对平衡力
【答案】B
【详解】A.惯性的大小只与物体的质量有关,“狮子甲”腾空而起过程中,质量不变,其惯性不变,故A错误;
B.地面附近的物体都受到重力的作用,重力的方向是竖直向下的,所以跃起的“狮子甲”最终落向地面,故B正确;
C.“狮子乙”抬起一只脚后对地面的压力等于狮子的总重力,重力不变,压力不变,故C错误;
D.地面对“狮子乙”的支持力等于两个狮子的重力之和,要大于“狮子乙”受到的重力,所以这两个力不是一对平衡力,故D错误。
故选B。
5.(2024·广东广州·一模)从斜面顶端静止释放的小球,经过木板表面P点后在Q点停下来(如图甲所示)。若以“●”表示小球,小球经过P点时的受力分析如图乙所示。分析错误的力是( )
A.G B. C. D.
【答案】D
【详解】分析可知,小球经过P点时受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力,并且这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上;小球具有惯性在水平面上运动,没有受到动力F的作用,最终经过木板表面P点后在Q点停下来,是因为受到水平向左的摩擦阻力的作用,故ABC正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
6.(2024·广东广州·一模)如图,穿着旱冰鞋的小王用力向右推了墙,结果自己向左动起来。以下说法正确的是( )
A.手对墙的力改变了小王的运动状态 B.小王没有惯性,墙有惯性
C.手对墙的力,使墙壁发生了形变 D.手对墙的力和墙对手的力,二力平衡
【答案】C
【详解】A.小王运动状态发生改变是由于小王受到了力的作用,手对墙的力作用在墙上,故A错误;
B.惯性是物体一种属性,不管物体是否受力,也不管物体是否运动,任何物体都具有惯性,故B错误;
C.小王用力向右推墙,手对墙施加了力,作用在墙上的力使墙壁发生形变,故C正确;
D.小王用力向右推墙,手对墙施加了力,物体间力的作用是相互的,墙也对手施加一个作用力,使小王向后退,这两个力属于一对相互作用力,而不是平衡力,故D错误。
故选C。
7.(2024·北京丰台·一模)在体育课上,小明用胳膊将排球竖直向上垫起后,排球上升过程中运动得越来越慢。下列说法正确的是( )
A.排球能继续上升,是由于排球具有惯性
B.排球在上升过程中,排球的运动状态不变
C.排球在上升过程中,排球所受合力的方向竖直向上
D.排球在上升到最高点时,排球受到平衡力的作用
【答案】A
【详解】A.由于排球具有惯性,排球脱离手后,会保持原来的运动状态继续向上运动,所以排球能继续上升,故A正确;
B.排球在上升过程中,速度越来越慢,运动状态发生改变,故B错误;
C.排球在上升过程中,受到竖直向下的重力,速度越来越慢,合力方向竖直向下,故C错误;
D.排球在上升到最高点时,只受重力作用,受力不平衡,故D错误。
故选A。
8.(2024·江苏宿迁·一模)将同一小球以相同大小的速度按如图两种方法抛掷小球。甲图是竖直上抛,乙图是以一定的角度斜抛小球。忽略运动过程中所受的空气阻力。下列叙述正确的是( )
A.甲图中小球在运动过程中受到重力和手的推力
B.乙小球在运动过程中质量不变,但是机械能会减小
C.如果甲图中小球到达最高点时失去重力,该小球将竖直向上做匀速直线运动
D.如果乙图中小球到达最高点时失去重力,该小球将水平向右匀速直线运动
【答案】D
【详解】A.甲图是竖直上抛,由于惯性向上运动,忽略运动过程中所受的空气阻力,只受重力,故A错误;
B.乙小球在运动过程中,所含物质的多少没有变化,因此质量不变;由于忽略运动过程中所受的空气阻力,所以其机械能不变,故B错误;
C.如果甲图中小球到达最高点时失去重力,在最高点时,其速度为零,根据牛顿第一定律可知,该小球将处于静止状态,故C错误;
D.如果乙图中小球到达最高点时失去重力,在最高点时,该球在水平向右的方向上有一定的速度,所以根据牛顿第一定律可知,该小球将水平向右匀速直线运动,故D正确。
故选D。
9.(2024·江苏盐城·模拟预测)下列四幅图对应的说法正确的是( )
A.图(甲)中的某同学沿杆匀速向上爬升时,该同学受到的摩擦力方向竖直向上
B.图(乙)中筷子提米在空中静止时,筷子所受的摩擦力方向竖直向上
C.图(丙)中在力 F 拉动 B 使其速度逐渐变大过程中,弹簧测力计示数也逐渐变大
D.图(丁)中的人站在电梯上随电梯一起匀速上升,该人受到水平向右的摩擦力
【答案】A
【详解】A.图中同学匀速向上沿杆爬升时,该同学相对于杆由向下滑动的趋势,故受到静摩擦力,其方向与重力方向相反,即竖直向上,故A正确;
B.筷子提米静止时,米受到重力与筷子对米的摩擦力而处于平衡状态,它们是一对平衡力,米受到筷子向上的静摩擦力,则筷子受到米的摩擦力方向向下,故B错误;
C.力F拉动木板B使其速度逐渐变大的过程中,物体A相对地面保持静止,则其处于平衡状态,由于A、B之间的压力和接触面的粗糙程度不变,则滑动摩擦力不变,弹簧测力计的示数不变,故C错误;
D.图丁中,人随电梯一起匀速上升,人与电梯间没有相对运动或相对运动趋势,不受摩擦力,故D错误。
故选A。
10.(2024·黑龙江牡丹江·一模)小明去超市购物,发现在使用购物车时涉及很多物理知识,下列相关说法正确的是( )
A.购物车手柄上的花纹可以减小摩擦
B.做匀速直线运动时的购物车处于非平衡状态
C.推购物车转弯表明力可以改变物体的运动状态
D.松手后购物车受到惯性力作用仍会运动一段距离
【答案】C
【详解】A.购物车手柄上刻有凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A错误;
B.平衡状态是指静止或匀速直线运动状态;购物车做匀速直线运动时,其处于平衡状态,故B错误;
C.物体运动状态的改变,不仅包括物体的速度大小的变化,也包括运动方向的改变;推动购物车转弯过程中,购物车运动方向发生变化,则其运动状态改变,这表明了力可以改变物体的运动状态,故C正确;
D.物体保持原来运动状态不变的性质称为惯性,惯性是物体本身所具有的一种性质,且一切物体都有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性力的作用,故D错误。
故选C。
11.(2024·广西玉林·一模)关于运动和力,下列说法中正确的是( )
A.汽车的速度越大,则惯性越大,就越难停下来
B.足球比赛中,守门员将球扑出,说明力可以改变物体的运动状态
C.短跑比赛中,运动员跑过终点后不能立刻停止,说明运动员受到惯性作用
D.游泳比赛中,运动员划水前进,说明运动需要用力维持
【答案】B
【详解】A.惯性是物体的一种属性,只与质量有关,与其他因素无关,汽车的速度越大,不能立刻停下,是因为汽车的速度大,速度减小到0,需要一段时间,故A错误;
B.足球比赛中,守门员将球扑出,足球受到力的作用,球的运动状态发生改变,说明力可以改变物体的运动状态,故B正确;
C.短跑比赛中,运动员跑过终点后不能立刻停止,因为运动员具有惯性,惯性是物体的一种性质,不能说受到惯性,故C错误;
D.游泳比赛中,运动员划水前进,说明力是改变物体运动状态的原因,故D错误。
故选B。
12.(2024·广东深圳·一模)如图所示,在一次户外运动中,小明先后顺着竖直的杆和绳做匀速上爬和匀速下滑运动,下列说法正确的是( )
A.匀速上爬时杆对人的摩擦力大于人的重力
B.匀速上爬时杆对人的摩擦力方向沿杆向下
C.匀速下滑时杆对人的摩擦力等于人的重力
D.匀速下滑时人受到的摩擦力是静摩擦力
【答案】C
【详解】ABC.小明先后顺着竖直的杆和绳做匀速上爬和匀速下滑运动时,均处于平衡状态,受到的重力和摩擦力构成一对平衡力,大小相等,方向相反,重力竖直向下,则摩擦力竖直向上。故AB错误,C正确;
D.匀速下滑时人的手与绳子之间发生相对运动,产生的是滑动摩擦力,故D错误。
故选C。
13.(2024·山东东营·一模)如图所示,现在教室大多使用磁性黑板擦,使用完成后黑板擦可以吸在竖直悬挂的黑板上静止不动,黑板由铁质材料制成,下列的说法正确的是( )
A.黑板擦受到的重力和黑板对黑板擦的吸引力大小相等
B.黑板擦受到的重力和黑板擦受到的摩擦力大小相等
C.用垂直于黑板擦的力压黑板擦时,黑板擦受到的摩擦力变大
D.黑板擦吸引黑板的吸引力和黑板对黑板擦的吸引力是一对平衡力
【答案】B
【详解】A.黑板擦受到的重力方向竖直向下,黑板对黑板擦的吸引力沿水平方向,两个力方向不相反,不是一对平衡力也不是相互作用力,大小不一定相等,故A错误;
B.黑板擦静止,受力平衡,竖直方向上的重力和黑板擦受到的摩擦力构成一对平衡力,大小相等,故B正确;
C.黑板擦受到的重力和黑板擦受到的摩擦力构成一对平衡力,大小相等,用垂直于黑板擦的力压黑板擦时,黑板擦重力不变,则摩擦力不变,故C错误;
D.黑板擦吸引黑板的吸引力和黑板对黑板擦的吸引力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选B。
14.(2024·广东广州·一模)班级游戏活动其中一个项目是“夹球走”。其规则如图所示,两位同学背对背夹一氢气球,朝着图中箭头方向行走。既要防止气球被压爆,又要防止气球飞走。下列分析正确的是( )
A.气球受到人背部施加向下的摩擦力
B.右边的同学要比左边同学移动速度稍快
C.防止气球被压爆,不用对气球施加力
D.游戏失败,以飞走的气球为参照物,两同学是静止的
【答案】A
【详解】A.氢气球在空气中会受到浮力,氢气球被夹着不飞走,说明气球受到人背部施加的向下的摩擦力,故A正确;
B.两个人的速度应该尽可能相等,气球才能受到稳定的挤压力,不至于飞走,故B错误;
C.若两人不对气球施加压力,则背部对气球没有向下的摩擦力,气球会飞走,故C错误;
D.若游戏失败,飞球飞走了,以飞走的气球为参照物,两同学相对气球的位置发生了变化,是运动的,故D错误。
故选A。
15.(2024·安徽合肥·二模)校运动会上,小聪班级的出场方式很特别:所有同学脚踩电动平衡车环绕操场一周。当小聪脚踩平衡车匀速通过水平操场的弯道部分时,下列判断正确的是( )
A.小聪的惯性保持不变,是因为速度大小保持不变
B.平衡车受到的重力和地面对平衡车的支持力大小相等
C.平衡车对地面的压力和地面对平衡车的支持力大小相等
D.小聪和平衡车作为一个整体受到的力是平衡力
【答案】C
【详解】A.小聪的惯性保持不变,是因为小聪的质量保持不变,故A错误;
B.平衡车的重力加上人的重力才等于地面对平衡车的支持力,所以平衡车的重力与地面对平衡车的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故B错误;
C.平衡车对地面的压力与地面对它的支持力,大小相等,方向相反,作用在两个不同的物体上,作用在同一条直线上,是一对相互作用力,故C正确;
D.驾车转弯时,平衡车的运动方向发生变化,则平衡车运动状态发生变化,所以平衡车和人一定受到非平衡力作用,故D错误。
故选C。
16.(2024·江苏扬州·模拟预测)如图所示,A、B两个物体叠放在水平面上,A的上下表面均水平,连接拉力传感器和物体B的细绳保持水平。从t=0时刻起,用一水平向右的力F=kt(k为常数)作用在物体上,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力(木块未脱离接触面)。下列拉力传感器的示数F随时间变化的图线正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】从t=0时刻起,用一水平向右的力F=kt(k为常数)作用在物体上,开始拉动时,A没有拉到,B没有相对运动趋势,在绳子伸直前传感器没有受到拉力的作用,此时的示数为0;绳子拉直后,再次拉动A,A对B施加了水平向右摩擦力的作用,B在静摩擦力的作用下会向右移动,使得传感器受到拉力的作用,且传感器的示数随B向右移动而增大;当到达最大静摩擦力时,物体B相对于A发生了相对滑动,物体B会处于静止状态,在滑动过程中,B对A的压力不变、接触面的粗糙程度不变,受到的滑动摩擦力大小不变,此时的传感器对B的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以传感器的示数不变,故C正确,ABD错误。
故选C。
17.(2024·江苏扬州·模拟预测)下列有关放在水平桌面上茶杯的说法正确的是( )
A.茶杯对桌面的压力和茶杯受到的重力是相互作用力
B.桌面对茶杯的支持力和茶杯受到的重力是一对相互作用力
C.桌面对茶杯的支持力和茶杯受到的重力是一对平衡力
D.茶杯对桌面的压力和茶杯受到的重力是一对平衡力
【答案】C
【详解】AD.茶杯对桌面的压力和茶杯受到的重力是作用在不同物体上的两个力,方向都竖直向下,所以不是一对相互作用力,也不是平衡力,故AD错误;
BC.茶杯静止在水平桌面上,桌面对茶杯的支持力和茶杯受到的重力受力物体相同,且两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,故B错误,C正确。
故选C。
18.(2024·四川内江·一模)教室里,带磁性的粉笔刷可吸在黑板上不掉下来。如图所示,关于粉笔刷的受力情况,下列说法正确的是( )
A.粉笔刷所受磁力与粉笔刷所受重力是一对平衡力
B.粉笔刷所受磁力与黑板对粉笔刷的支持力是一对相互作用力
C.黑板对粉笔刷的摩擦力的方向竖直向上
D.粉笔刷相对黑板静止,所以没有受到摩擦力作用
【答案】C
【详解】A.粉笔刷所受磁力沿水平方向,而粉笔刷所受重力沿竖直方向,二力方向不相反,且不在同一条直线上,所以不是一对平衡力,故A错误;
B.粉笔刷所受磁力与黑板对粉笔刷的支持力,二力作用在同一个物体上,因此不是一对相互作用力,故B错误;
CD.虽然粉笔刷相对黑板静止,但粉笔刷受竖直向下的重力,有向下运动的趋势,所以黑板对粉笔刷有竖直向上的摩擦力,故C正确,D错误。
故选C。
19.(22-23八年级下·湖北武汉·阶段练习)如图甲所示,小强在水平地面上用力向右推木箱,推力F随时间t变化的图像如图乙所示,以下对于这一过程的分析中正确的是( )
A.0﹣1s内人对木箱推力为3N,没有受到摩擦力
B.1s﹣2s内木箱受到的摩擦力大小为4N
C.如果3s后人停止用力,木箱将做匀速直线运动
D.如果3s后人突然用6N的力往回拉箱子,物体将立刻向左运动
【答案】B
【详解】A.0-1s内木箱没有动,木箱处于静止状态,静止也属于平衡状态,由图像可知,人对木箱推力为3N,受到摩擦力也为3N,故A错误;
B.摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,在2~3s内,木箱处于匀速直线运动,此时推力等于摩擦力,即摩擦力大小为4N,所以1s~2s内木箱受到的摩擦力大小为4N,故B正确;
C.力是改变物体运动状态的原因,如果3s后人停止用力,木箱在水平方向上只受到摩擦力,将不再受平衡力作用,故木箱将不做匀速直线运动,故C错误;
D.由于惯性,如果3s后人突然用6N的力往回拉箱子,物体先做向右的减速运动,速度为零后做向左加速运动,故D错误。
故选B。
20.(2024·江西抚州·一模)在做“研究滑动摩擦力大小”的实验时,将木块A放置在水平木板B上,加上一个钩码,如图所示。当向左匀速拉动B时,测力计指针稳定。下列讨论中错误的是( )
A.此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系
B.A受B的摩擦力与测力计拉力是一对平衡力
C.A受到B的摩擦力的大小为2.4N,方向向左
D.若增大拉动B的速度,测力计的示数先变大后不变
【答案】D
【详解】A.两物体间接触面的粗糙程度不变,在A上加减钩码可以改变物体间的压力大小,该实验装置可以探究滑动摩擦力大小与压力的关系,故A不符合题意;
B.A受到B对它的滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力作用而静止,处于平衡状态,则A受B的摩擦力与测力计拉力是一对平衡力,故B不符合题意;
C.由图示弹簧测力计可知,其分度值为0.2N,示数为2.4N,A处于平衡状态,由平衡条件可知,A受到的滑动摩擦力f=F=2.4N
A相对于B向右运动,A受到的滑动摩擦力方向水平向左,故C不符合题意;
D.A、B间的摩擦力是滑动摩擦力,滑动摩擦力与物体间接触面的粗糙程度和物体间的压力有关,与物体的运动速度无关,如果增大拉动B的速度,A、B间接触面的粗糙程度、物体间的压力保持不变,物体间的滑动摩擦力不变,由平衡条件可知,测力计的示数不变,故D符合题意。
故选D。
二、填空题
21.(2024·河南平顶山·二模)如图所示,用细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮绕手做圆周运动,这说明力可以改变物体的 (选填“形状”或“运动状态”)。如果这时橡皮受到的所有力都突然消失,橡皮将 (选填“静止”或“做匀速直线运动”),橡皮的惯性 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 运动状态 做匀速直线运动 不变
【详解】[1]手对细线用力,橡皮绕手做圆周运动,橡皮的运动方向一直改变,所以力可以改变物体的运动状态。
[2]橡皮所受所有的力都突然消失,由于橡皮具有惯性,且橡皮在运动,所以橡皮将做匀速直线运动。
[3]物体的惯性大小只与物体的质量有关,所以橡皮的惯性大小不变。
22.(2024·江苏南通·一模)学生测量滑动摩擦力大小,水平匀速拉动木板,待测力计示数稳定后如图所示,测力计A的示数为3N,测力计B的示数为 N,木块受到滑动摩擦力方向水平向 。若测力计A的拉力增加至4N,测力计B的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”);另一小组测量时发现测力计B的示数很难稳定,原因可能是 (整个过程中,木块始终未脱离木板)。
【答案】 1.6 右 不变 木板表面粗糙程度不均匀
【详解】[1]如图所示,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.6N。
[2]水平匀速拉动木板,待测力计示数稳定后,木块处于静止状态,拉力和摩擦力是平衡力,方向相反,拉力水平向左,则木块受到的滑动摩擦力方向水平向右。
[3]若测力计A的拉力增加至4N,木板加速运动,但木块仍静止,受力平衡,而压力和接触面粗糙程度不变,故木块受到的摩擦力将不变,此时B的示数仍等于摩擦力,为1.6N不变。
[4]影响滑动摩擦力的大小的因素有压力大小与接触面的粗糙程度,测量时发现测力计B的示数很难稳定,则滑动摩擦力发生变化,原因可能是木板表面粗糙程度不均匀。
23.(2024·江苏徐州·一模)如图所示,闭合开关,通电螺线管的右端是 (选填“N”或“S”)极,此时在水平桌面上的条形磁体处于静止状态,桌面受到向 (选填“左”或“右”)的摩擦力;若将滑动变阻器滑片向下滑动,条形磁体受到的摩擦力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 S 右 变小
【详解】[1]由图可知,闭合开关,电流从螺线管的右端流入,根据安培定则可知,通电螺线管的左端是N极,右端是S极。
[2]因同名磁极相互排斥,则通电螺线管对条形磁铁有向右的排斥力作用,条形磁铁相对于桌面向右运动趋势,则桌面相对于磁铁有向左运动的趋势,则桌面受到向右的静摩擦力作用。
[3]由题意知,当滑动变阻器滑片向下滑动,变阻器接入电路中的电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,通电螺线管的磁性变弱,条形磁铁受到的排斥力变小,因为条形磁铁始终静止,处于平衡状态,其受到的排斥力和摩擦力是一对平衡力,故条形磁铁受到摩擦力将变小。
24.(2024·河北·一模)安装空调时,经常用到一种打孔工具——冲击钻。如图所示,冲击钻工作时,手握的手柄是粗糙的,是为了 ,钻头处是锋利的,是利用压力一定时,受力面积越小, 越大;若发现钻头突然被卡住停转了,电机处会很快发热的,请从能量转化的角度分析原因: 。
【答案】 增大摩擦力 压强 电能转化为内能
【详解】[1]如图所示,冲击钻工作时,手握的手柄是粗糙的,是为了通过增大接触面粗糙程度,增大摩擦力。
[2]钻头处是锋利的,是因为当压力一定时,受力面积越小,压强越大。
[3]若发现钻头突然被卡住停转了,电机处会很快发热的,消耗的电能全部转化为电机线圈的内能,内能增大,温度升高。
25.(2024·江苏无锡·一模)下列三幅图均是中国古代科技著作《天工开物》的插图,图甲中“透火焙干”时把湿纸贴在墙上利用了湿纸受到的摩擦力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)重力而静止;图乙“六桨客船”中的船工向后划桨时,客船就会向前运动,是因为 的;图丙中“赶稻及菽”时牛拉石碾匀速转动过程中,石碾受 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
【答案】 等于 物体间力的作用是相互 非平衡力
【详解】[1]由题意知,将湿纸贴在墙上时,湿纸处于静止状态,其在竖直方向受到的摩擦力和自身重力的作用,两个力是一对平衡力,大小相等。
[2]当向后划船桨时,船桨对水施加了向后的力的作用,由于力的作用是相互的,桨同时受到水对其向前力的作用,从而使客船向前运动。
[3]物体处于静止或匀速直线运动状态时为平衡状态。图丙中,牛拉动石碾匀速转动时,石碾运动方向不断发生改变,其处于非平衡状态,其受非平衡力的作用。
26.(2024·广东江门·一模)如图-1,用手捏扁气球,说明力可以改变物体的 ;如图-2,将充满气的气球固定在小车上,制成压缩空气动力小车,当气球向左喷气时,静止的小车向右运动起来,该现象说明力的作用是 ;如图-3,在气球的左侧吹气,气球向左侧运动,这是因为在流体中,流速大的地方,压强 。
【答案】 形状 相互的 小
【详解】[1]用手捏扁气球,气球的形状发生改变,说明力可以改变物体的形状。
[2]当气球向左喷气时,对空气有一个向左的力,由于物体间力的作用是相互的,空气也给气球有一个向右的力,所以静止的小车向右运动起来,该现象说明力的作用是相互的。
[3]向气球的左侧吹气,球左侧的空气流速变大,压强变小,右侧压强较大,由于气球受到压强差,向左侧运动。
27.(2024·广东肇庆·一模)谷风车是我国古代劳动人民智慧的结晶.如图甲所示,当农民转动手动杆时,有风吹出,顶槽漏下的饱满谷粒和干瘪谷粒就被分开.图乙为谷风车内部风扇叶片图示,手动杆的半径用字母L表示,则:
(1)A出口主要得到 ,B出口主要得到 ;(选填“饱满谷粒”或“干瘪谷粒”)
(2)若筛选出的谷粒不小心掺了石子,为了利用此装置将两者分开,则农民伯伯则需用比原来 (选填“更快”“等速”或“更慢”)的速度转动手柄;
(3)小明帮父亲完成此工作,为了更省力,则需要 (选填“增长”或“缩短”)手动杆半径L;
(4)这样选谷是利用了谷粒质量差异导致的 不同,请给出具体解释 。
【答案】 饱满谷粒 干瘪谷粒 更快 增长 惯性 饱满谷粒质量大,惯性大,难于被风吹远;干瘪谷粒质量小,惯性小,很容易就被吹远
【详解】(1)[1][2]根据质量的不同,饱满谷粒的质量大,惯性大,在重力的作用下容易下落,干瘪谷粒质量小,惯性小,容易被风吹走,所以A出口主要得到饱满谷粒,B出口主要得到干瘪谷粒。
(2)[3]若筛选出的谷粒不小心掺了石子,石子的质量大,需要更大的风力才能将两者分开,所以农民伯伯则需用比原来更快的速度转动手柄。
(3)[4]根据杠杆的知识可知,为了更省力,则需要费距离,所以需要增长手动杆半径L。
(4)[5][6]这样选谷的原理是是利用了谷粒质量差异导致的惯性不同,饱满谷粒质量大,惯性大,难于被风吹远;干瘪谷粒质量小,惯性小,很容易就被吹远。
28.(2024·广东揭阳·一模)如图是在测量木块在木板上的摩擦力,测量前需将测力计在 方向上调零。小明对装置进行了改进,如图所示,将弹簧测力计固定,用力F拉动木板,则木块B受到的摩擦力为 N,该装置 (选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动木板。
【答案】 水平 2.8 不一定
【详解】[1]在测量木块在木板上的摩擦力,由图可知,木块与木板在水平面发生相对运动,所以摩擦力的方向在水平方向,因此测量前需将测力计在水平方向上调零。
[2][3]拉动木板时木块相对于地面保持静止状态,处于平衡状态,滑动摩擦力等于测力计的示数,实验时不需要匀速拉动长木板;木块B受到的滑动摩擦力等于拉木块B的弹簧测力计的示数,弹簧测力计分度值为0.2N,所以它的示数是2.8N,所以木块B受到的滑动摩擦力是2.8N。
29.(2024·黑龙江哈尔滨·二模)2022年12月4日,神舟十四号载人飞船返回舱成功着陆,返回舱着陆的最后1米,反推发动机向下喷出高速气流,以达到减小返回舱下降速度的目的,减速下降过程中说明力可以改变物体的 ,宇航员的质量 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 运动状态 不变
【详解】[1]返回舱受到反推力作用,速度变小,运动状态发生改变,说明力可以改变物体的运动状态。
[2]减速下降过程中,宇航员的质量不变。
30.(2024·四川成都·一模)如图所示是悬停在空中的无人机,无人机重为50N,它受到的升力 (选填“小于”、“大于”或“等于”)50N。若此时一切外力都消失,无人机将保持 (选填“静止”、“匀速直线下降”或“匀速直线上升”)状态。
【答案】 等于 静止
【详解】[1]无人机重50N,当它悬停在空中时处于平衡状态,无人机受到的重力和升力是一对平衡力,大小相等,则受到的升力等于50N。
[2]当无人机处于悬停状态时的速度为0,一切外力都消失,根据牛顿第一定律可知,无人机将会保持静止。
31.(2024·江苏扬州·一模)教室的讲台重200N,当用60N的水平推力推讲台时,讲台静止不动,则讲台受到的摩擦力为 N;当用90N的水平推力推讲台时,讲台做匀速直线运动;当用120N的水平推力推讲台时,讲台受到的摩擦力为 N。
【答案】 60 90
【详解】[1]讲台受到50N的推力,讲台处于静止状态,讲台水平方向上受到水平向前的推力和水平向后的静摩擦力作用,这两个力是平衡力,大小相等,推力是50N,静摩擦力是50N。
[2]讲台受到90N水平推力时,讲台做匀速直线运动,讲台水平方向上受到水平向前的推力和水平向后的滑动摩擦力作用,这两个力是平衡力,大小相等,推力是90N,滑动摩擦力是90N。
32.(2024·广东惠州·一模)如题图所示,在皮划艇比赛时,发令枪响参赛选手奋力划桨,皮划艇由静止快速前进,说明力可以改变物体的 ,此时以地面为参照物,皮划艇是 的,使皮划艇前进的施力物体是 。
【答案】 运动状态 运动 水
【详解】[1] 皮划艇由静止迅速前进,运动状态发生了改变,故皮划艇由静止迅速前进,说明力可以改变物体的运动状态。
[2] 以地面为参照物,皮划艇的位置发生了改变,故是运动的。
[3] 力的作用是相互的,参赛选手奋力向后划桨,水对船桨有向前的反作用力,使得皮划艇前进,所以使皮划艇前进的施力物体是水。
33.(2024·江西吉安·二模)如图所示,质量分布均匀的木块平放在水平桌面上,木块保持静止,现用水平推力F向左匀速推木块,直至木块的右边缘与桌面的右边缘平齐。在此过程中,推力F的大小 ,木块对桌面的压强 (均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 不变 变小
【详解】[1]用水平推力F向左匀速推木块,直至木块的右边缘与桌面的右边缘平齐,木块对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,推力和摩擦力是平衡力,推力等于摩擦力,所以推力不变。
[2]木块与桌面的接触面积变大,受力面积变大,压力不变,由可知,木块对桌面的压强变小。
34.(2024·河北邯郸·模拟预测)小电动车在平直的路面上做直线运动,其速度v随时间t变化的图像如图所示。已知在4s~8s内小车受到的牵引力恒为10N,则在4s~8s内小车受到的合力为 N;在0~4s内小车受到的摩擦力 (选填“大于”“等于”或“小于”)10N。电动车轮胎一般都做得比较宽,是为了 (选填“增大”或“减小”)压强。
【答案】 0 等于 减小
【详解】[1][2] 由图可知,4s~8s内小车做匀速直线运动,处于平衡状态,所以小车受到的合力为0N;4s~8s内小车受到的牵引力恒为10N,则滑动摩擦力为10N。在0~4s内小车做加速运动,压力和接触面的粗糙程度不变,则滑动摩擦力不变,仍为10N。
[3] 电动车轮胎一般都做得比较宽,是为了通过增大受力面积从而减小压强。
35.(2024·广东珠海·一模)如图所示,木板B在的水平拉力作用下,沿水平方向做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数是4N,则木块A受到的滑动摩擦力是 N;物体B受到地面的摩擦力是 N,当F增大到12N时,木板B受到的A的滑动摩擦力是 N。
【答案】 4 6 4
【详解】[1]木块A在弹簧测力计的拉力和木板B对它的滑动摩擦力的作用下处于静止状态,弹簧测力计的拉力和木板B对它的滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,此时弹簧测力计的示数是4N,则木块A受到的滑动摩擦力是4N。
[2]木板B在的水平拉力作用下,沿水平方向做匀速直线运动,则在水平方向上,它受到的拉力、A对它向左的滑动摩擦力、地面对它向左的滑动摩擦力,三个力平衡,所以,物体B受到地面的摩擦力是
[3]当F增大到12N时,木块A对木板B的压力及接触面的粗糙程度都没有发生改变,所以,木板B对木块A的滑动摩擦力不变,仍为4N;木板B对木块A的滑动摩擦力和木块B受到的A的滑动摩擦力是一对相互作用力,所以,木块B受到的A的滑动摩擦力是4N。
36.(22-23八年级下·山东枣庄·阶段练习)如图所示,木块在水平向左的力和水平向右的力的作用下向右做匀速直线运动,其中F1为1N,F2为3N,若此时撤去F2,则木块在水平方向受到的合力为 N,方向 。
【答案】 3 水平向左
【详解】[1][2]根据题意木块在水平向左的力和水平向右的力的作用下向右做匀速直线运动,其中F1为1N,F2为3N,由此可知物体受到向左的力的合力大小应该和受到向右的力F2大小相等,为3N,只有这样才能使水平方向合力为0,因而一旦撤去F2后,受到的合力大小为3N,方向将与物体运动方向相反,即方向向左。
37.(2024·河南濮阳·一模)如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系,物体的速度与时间t的关系如图乙所示,物体在第1s受到的摩擦力为 N,物体在第7s时受到的合力为 N,方向 (选填“向左”或“向右”)。
【答案】 3 1 向左
【详解】[1]由乙图可知,物体做匀速直线运动,受力平衡,推力为3N,则滑动摩擦力为3N;时,物体做加速运动,受力不平衡,推力大于滑动摩擦力,但由于压力和接触面粗糙程度不变,所以滑动摩擦力大小不变,即仍为3N,则物体在第1s受到的摩擦力为3N。
[2][3],物体做减速运动,由于压力和接触面粗糙程度不变,所以滑动摩擦力大小不变,仍为3N,由图可知此时推力为2N,则物体在第7s时受到的合力为
推力小于滑动摩擦力,所以合力向左。
38.(2024·广东江门·一模)如图甲所示,物体放在粗糙程度不变的水平地面上,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图象分别如乙、丙所示,由图象可知,当t=1s时,物体处于 状态,4s~ 6s内,拉力F所做的功 J,当t=3s时,物体所受摩擦力为 N。
【答案】 静止 20 5
【详解】[1]由图丙可知,当t=1s时,物体的速度为零,因此处于静止状态。
[2]由图丙可知,4s~6s内,物体的速度为2m/s,通过的路程为s=vt=2m/s×2s=4m
由图乙可知,4s~6s内,物体受到的拉力为5N,因此拉力F所做的功W=Fs=5N×4m=20J
[3]由上述可知,4s~6s内,物体处于匀速直线运动状态,受力平衡,拉力等于摩擦力,因此滑动摩擦力为5N;t=3s时,物体正在加速运动,因为滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关,此时两个因素都不变,因此摩擦力不变,仍为5N。
39.(2024·江苏徐州·一模)如图甲所示,放在粗糙程度不变的水平地面上的物体,用方向不变的水平力F向右推物体,推力F的大小随时间的变化关系图像如图乙所示,物体的运动速度随时间的变化关系图像如图丙所示。0~2s内推力做功为 J;2~4s内物体受到的推力 (选填“等于”“大于”或“小于”)摩擦力;第5s时,推力的功率为 W。
【答案】 0 大于 8
【详解】[1]由图丙可知,0~ 2s内物体运动的速度为0,处于静止状态,由W=Fs得,推力做功为0J。
[2]由图丙可知,2~4s内物体做加速运动,受到的推力大于摩擦力。
[3]由图丙可知,4~6s内物体做匀速运动,由图乙可知,物体受到的推力为2N,第5s时,由图丙可知,速度为4m/s,推力的功率为
40.(2024·江苏南京·一模)如图甲所示,两个完全相同的物体a、b叠放在水平桌面上,在水平拉力F1=15N的作用下,一起向右做匀速直线运动,则a受到的摩擦力为 N;如图乙所示,将a、b并排放于同一桌面上,在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动,则F2= N,a对b的推力的功率是 W。
【答案】 0 15 1.5
【详解】[1]a、b一起向右做匀速直线运动,所以a、b没有相对运动的趋势,a、b间没有摩擦力,则木块a受到的摩擦力大小为0。
[2]甲图,a和b整体在水平方向上受到水平向右的推力F1和水平向左的滑动摩擦力,整体做匀速直线运动,这两个力是平衡力,大小相等,F1是15N,所以整体受到地面的滑动摩擦力是15N;从甲图到乙图,改变a和b的放置情况,压力大小不变,接触面粗糙程度不变,a和b整体受到的滑动摩擦力不变,所以乙图的滑动摩擦力大小还是15N;整体仍然做匀速直线运动,故乙图中推力F2大小是15N。
[3]a、b在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动,由于b对地面的压力为a、b的总压力的一半,接触面粗糙程度不变,则a对b的推力等于F2的一半,为7.5N,则a对b的推力的功率押题5(选择与填空):力与运动
备注:真题回顾来源于近两年南京中考真题,押题预测来源于2024年名校模拟试题
本节内容是力学的基础,在南京卷中,主要考察的是:对力的概念理解、惯性的理解与应用、摩擦力的分析与计算、平衡力与相互作用力的区分。
秘籍1:怎样解力的理解问题
理解力可以从以下几个方面进行:
(1)必须有两个物体才能产生力的作用,单独一个物体不能产生力。
(2)产生力的作用与两物体是否接力体而则触无关。
(3)物体间力的作用是相互的,一个物体对另一个物体施加作用力的同时,这个物体也受到另一个物体的反作用力,且相互作用的两个力大小相等。
(4)力的作用效果:①使物体发生形变;②改变物体的运动状态。
(5)力的大小、方向、作用点都能影响力的作用效果。
【特别提示】力不能脱离物体而存在,只要有力,就一定有施力物体和受力物体;施力物体和受力物体是相对而言的,一个物体是施力物体,则另一个物体就是受力物体。
秘籍2:怎样解重力方向的应用问题
无论什么情况下,重力的方向都是竖直向下的,解答此类题目时一定要牢记这一点。它的应用有利用铅垂线检查所砌墙壁是否竖直,检查相框是否挂正;利用水平仪检查桌面是否水平;利用坡度自动测量仪测量路面坡度等。
【特别提示】注意重力与压力的区分
重力方向竖直向下(或垂直于水平面);压力垂直于接触面并指向被压的物理。
秘籍3:怎样解二力平衡条件的应用问题
二力平衡条件的应用问题主要表现在以下三个方面:
(1)可以判断物体是否受力平衡;
(2)已知其中一个力的大小和方向,利用“二力平衡条件”可以确定出另一个力的大小和方向,方法是先要找出与之相关的平衡力,再利用“大小相等”来确定它的大小,利用“方向相反”来确定它的方向;
(3)平衡力的合力为零。
【特别提示】平衡力与相互作用力的区分
平衡力 一对相互作用力
实例
不同点 大小 大小相等
方向 方向相反,并且作用在同一条直线上
作用点 作用在同一个物体上 作用在两个不同的物体上
相同点 效果 能相互抵消 不能相互抵消
存在性 相互独立 同时变化
秘籍4:怎样解力与运动关系的问题
解答力与运动关系的问题时,应明确一下关系:
【特别提示】
①力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因。
②物体受力,运动状态不一定发生改变,例如受到了平衡力的作用;物体运动状态改变一定受到了非平衡力的作用。
秘籍5:怎样解有关摩擦力大小和方向的问题
(1)运用二力平衡法求解摩擦力大小的步骤:
①明确所求解的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力;
②分析物体的受力情况,判断出所求的摩擦力与哪个力是平衡力;
③根据已知力的大小确定摩擦力的大小。
(2)判断摩擦力方向的方法:
①由摩擦力的概念判断首先明确研究对象(一般选受力物体)和参照物(一般选施力物体),再明确研究对象相对参照物的运动方向,然后由摩擦力的概念判断出研究对象所受摩擦力的方向。
②由假设的方法来判断
此法通常用来判断相对静止的物体所受静摩擦力的方向。首先假设物体不受摩擦力,再确定研究对象与参照物之间将会出现的相对运动情况,最后判定研究对象所受静摩擦力的方向。
③由二力平衡的性质来判断
根据二力平衡条件,一对平衡力一定大小相等,方向相反,作用在同一条直线、同一物体上,故可对物体进行受力分析,从而判断摩擦力的方向。
1.(2023·江苏南京·中考真题)平直公路上有一辆公交车,图甲是车内拉环正面的示意图。图乙、丙、丁是该车内观察到的同一拉环在不同时刻侧面的情景,车头在拉环的左方,以下判断正确的是( )
A.乙图中,车此时一定处于静止状态
B.丙图中,车此时可能在刹车礼让行人
C.丁图中,拉环此时所受重力与吊绳对它的拉力是一对平衡力
D.乙图中拉环没有惯性,丙、丁图中拉环有惯性
2.(2022·江苏南京·中考真题)以下情境中,关于力与运动关系的认识正确的是( )
A.甲图中,直开机上升时所受升力和重力是相互作用力
B.乙图中,回形针受到细线的拉力和磁铁对它的吸引力是一对平衡力
C.丙图中,用剪刀将细线剪断,小球下落,说明物体只有受力才能运动
D.丁图中,摆球摆到最高处B时,若它所受力都消失,摆球将静止在B处
二、填空题
3.(2020·江苏南京·中考真题)重100N的木箱放在粗糙程度相同的水平地板上,用水平推力F推木箱。F=15N时,没推动,木箱所受摩擦力为 N;F=30N时,木箱做匀速直线运动;F=50N时,木箱做加速运动,它所受摩擦力为 N;撤去F,木箱做减速运动,它所受摩擦力为 N。
4.(2020·江苏南京·中考真题)端午节的传统习俗有包粽子、吃咸鸭蛋和赛龙舟等,棕叶飘香,说明分子在 ;一只咸鸭蛋的质量约为60 (填单位);赛龙舟时人用力向后划桨,船向前行,说明力的作用是 的。
一、单选题
1.(2024·重庆南岸·一模)如图所示是我校瓦楞车比赛时的场景,下列说法中正确的是( )
A.停止推动后,车不能马上停下来是因为它具有惯性
B.人推车使车前进说明力是维持物体运动状态的原因
C.瓦楞车车身受到的重力与地面对它的支持力是一对平衡力
D.坐在车内的人受到的重力与他受到的支持力是一对相互作用力
2.(2024·江苏南京·一模)如图所示是我国自主研发的C919大型商用客机,关于客机相关的物理知识,下列说法正确的是( )
A.飞机升空主要是由于受到空气的浮力
B.飞机在跑道上加速滑行时,地面对飞机的支持力小于飞机的重力
C.飞机降落时,由于惯性作用无法立即停下来
D.飞机在空中加速上升时,重力势能转化为动能
3.(2024·河北邢台·一模)如图所示,在粗糙程度相同的水平面上,手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示位置,松手后,木块最终停止在图乙所示位置。下列说法正确的是( )
A.弹簧被压缩过程中,长度变短,弹簧的弹性势能减小
B.木块被弹簧弹离后的瞬间,如果它受到的力全部消失,木块将立即停止不动
C.木块从被弹簧弹离至停止前的过程中,木块的动能逐渐减小,摩擦力不变
D.图乙中,木块受到的支持力和木块对水平面的压力是一对平衡力
4.(2024·河南开封·一模)舞狮是我国最具特色的传统文化,如图为舞狮时“狮子乙”站在水平地面上,“狮子甲”站在“狮子乙”身上的情景,下列说法正确的是( )
A.“狮子甲”腾空而起的过程中,其惯性增大
B.跃起的“狮子甲”最终落向地面,是因为受到重力的作用
C.若二者静止在水平地面上,“狮子乙”抬起一只脚后对地面的压力变大
D.若二者静止在水平地面上,“狮子乙”受到的重力与地面对它的支持力是一对平衡力
5.(2024·广东广州·一模)从斜面顶端静止释放的小球,经过木板表面P点后在Q点停下来(如图甲所示)。若以“●”表示小球,小球经过P点时的受力分析如图乙所示。分析错误的力是( )
A.G B. C. D.
6.(2024·广东广州·一模)如图,穿着旱冰鞋的小王用力向右推了墙,结果自己向左动起来。以下说法正确的是( )
A.手对墙的力改变了小王的运动状态 B.小王没有惯性,墙有惯性
C.手对墙的力,使墙壁发生了形变 D.手对墙的力和墙对手的力,二力平衡
7.(2024·北京丰台·一模)在体育课上,小明用胳膊将排球竖直向上垫起后,排球上升过程中运动得越来越慢。下列说法正确的是( )
A.排球能继续上升,是由于排球具有惯性
B.排球在上升过程中,排球的运动状态不变
C.排球在上升过程中,排球所受合力的方向竖直向上
D.排球在上升到最高点时,排球受到平衡力的作用
8.(2024·江苏宿迁·一模)将同一小球以相同大小的速度按如图两种方法抛掷小球。甲图是竖直上抛,乙图是以一定的角度斜抛小球。忽略运动过程中所受的空气阻力。下列叙述正确的是( )
A.甲图中小球在运动过程中受到重力和手的推力
B.乙小球在运动过程中质量不变,但是机械能会减小
C.如果甲图中小球到达最高点时失去重力,该小球将竖直向上做匀速直线运动
D.如果乙图中小球到达最高点时失去重力,该小球将水平向右匀速直线运动
9.(2024·江苏盐城·模拟预测)下列四幅图对应的说法正确的是( )
A.图(甲)中的某同学沿杆匀速向上爬升时,该同学受到的摩擦力方向竖直向上
B.图(乙)中筷子提米在空中静止时,筷子所受的摩擦力方向竖直向上
C.图(丙)中在力 F 拉动 B 使其速度逐渐变大过程中,弹簧测力计示数也逐渐变大
D.图(丁)中的人站在电梯上随电梯一起匀速上升,该人受到水平向右的摩擦力
10.(2024·黑龙江牡丹江·一模)小明去超市购物,发现在使用购物车时涉及很多物理知识,下列相关说法正确的是( )
A.购物车手柄上的花纹可以减小摩擦
B.做匀速直线运动时的购物车处于非平衡状态
C.推购物车转弯表明力可以改变物体的运动状态
D.松手后购物车受到惯性力作用仍会运动一段距离
11.(2024·广西玉林·一模)关于运动和力,下列说法中正确的是( )
A.汽车的速度越大,则惯性越大,就越难停下来
B.足球比赛中,守门员将球扑出,说明力可以改变物体的运动状态
C.短跑比赛中,运动员跑过终点后不能立刻停止,说明运动员受到惯性作用
D.游泳比赛中,运动员划水前进,说明运动需要用力维持
12.(2024·广东深圳·一模)如图所示,在一次户外运动中,小明先后顺着竖直的杆和绳做匀速上爬和匀速下滑运动,下列说法正确的是( )
A.匀速上爬时杆对人的摩擦力大于人的重力
B.匀速上爬时杆对人的摩擦力方向沿杆向下
C.匀速下滑时杆对人的摩擦力等于人的重力
D.匀速下滑时人受到的摩擦力是静摩擦力
13.(2024·山东东营·一模)如图所示,现在教室大多使用磁性黑板擦,使用完成后黑板擦可以吸在竖直悬挂的黑板上静止不动,黑板由铁质材料制成,下列的说法正确的是( )
A.黑板擦受到的重力和黑板对黑板擦的吸引力大小相等
B.黑板擦受到的重力和黑板擦受到的摩擦力大小相等
C.用垂直于黑板擦的力压黑板擦时,黑板擦受到的摩擦力变大
D.黑板擦吸引黑板的吸引力和黑板对黑板擦的吸引力是一对平衡力
14.(2024·广东广州·一模)班级游戏活动其中一个项目是“夹球走”。其规则如图所示,两位同学背对背夹一氢气球,朝着图中箭头方向行走。既要防止气球被压爆,又要防止气球飞走。下列分析正确的是( )
A.气球受到人背部施加向下的摩擦力
B.右边的同学要比左边同学移动速度稍快
C.防止气球被压爆,不用对气球施加力
D.游戏失败,以飞走的气球为参照物,两同学是静止的
15.(2024·安徽合肥·二模)校运动会上,小聪班级的出场方式很特别:所有同学脚踩电动平衡车环绕操场一周。当小聪脚踩平衡车匀速通过水平操场的弯道部分时,下列判断正确的是( )
A.小聪的惯性保持不变,是因为速度大小保持不变
B.平衡车受到的重力和地面对平衡车的支持力大小相等
C.平衡车对地面的压力和地面对平衡车的支持力大小相等
D.小聪和平衡车作为一个整体受到的力是平衡力
16.(2024·江苏扬州·模拟预测)如图所示,A、B两个物体叠放在水平面上,A的上下表面均水平,连接拉力传感器和物体B的细绳保持水平。从t=0时刻起,用一水平向右的力F=kt(k为常数)作用在物体上,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力(木块未脱离接触面)。下列拉力传感器的示数F随时间变化的图线正确的是( )
A. B.
C. D.
17.(2024·江苏扬州·模拟预测)下列有关放在水平桌面上茶杯的说法正确的是( )
A.茶杯对桌面的压力和茶杯受到的重力是相互作用力
B.桌面对茶杯的支持力和茶杯受到的重力是一对相互作用力
C.桌面对茶杯的支持力和茶杯受到的重力是一对平衡力
D.茶杯对桌面的压力和茶杯受到的重力是一对平衡力
18.(2024·四川内江·一模)教室里,带磁性的粉笔刷可吸在黑板上不掉下来。如图所示,关于粉笔刷的受力情况,下列说法正确的是( )
A.粉笔刷所受磁力与粉笔刷所受重力是一对平衡力
B.粉笔刷所受磁力与黑板对粉笔刷的支持力是一对相互作用力
C.黑板对粉笔刷的摩擦力的方向竖直向上
D.粉笔刷相对黑板静止,所以没有受到摩擦力作用
19.(22-23八年级下·湖北武汉·阶段练习)如图甲所示,小强在水平地面上用力向右推木箱,推力F随时间t变化的图像如图乙所示,以下对于这一过程的分析中正确的是( )
A.0﹣1s内人对木箱推力为3N,没有受到摩擦力
B.1s﹣2s内木箱受到的摩擦力大小为4N
C.如果3s后人停止用力,木箱将做匀速直线运动
D.如果3s后人突然用6N的力往回拉箱子,物体将立刻向左运动
20.(2024·江西抚州·一模)在做“研究滑动摩擦力大小”的实验时,将木块A放置在水平木板B上,加上一个钩码,如图所示。当向左匀速拉动B时,测力计指针稳定。下列讨论中错误的是( )
A.此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系
B.A受B的摩擦力与测力计拉力是一对平衡力
C.A受到B的摩擦力的大小为2.4N,方向向左
D.若增大拉动B的速度,测力计的示数先变大后不变
二、填空题
21.(2024·河南平顶山·二模)如图所示,用细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮绕手做圆周运动,这说明力可以改变物体的 (选填“形状”或“运动状态”)。如果这时橡皮受到的所有力都突然消失,橡皮将 (选填“静止”或“做匀速直线运动”),橡皮的惯性 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
22.(2024·江苏南通·一模)学生测量滑动摩擦力大小,水平匀速拉动木板,待测力计示数稳定后如图所示,测力计A的示数为3N,测力计B的示数为 N,木块受到滑动摩擦力方向水平向 。若测力计A的拉力增加至4N,测力计B的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”);另一小组测量时发现测力计B的示数很难稳定,原因可能是 (整个过程中,木块始终未脱离木板)。
23.(2024·江苏徐州·一模)如图所示,闭合开关,通电螺线管的右端是 (选填“N”或“S”)极,此时在水平桌面上的条形磁体处于静止状态,桌面受到向 (选填“左”或“右”)的摩擦力;若将滑动变阻器滑片向下滑动,条形磁体受到的摩擦力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
24.(2024·河北·一模)安装空调时,经常用到一种打孔工具——冲击钻。如图所示,冲击钻工作时,手握的手柄是粗糙的,是为了 ,钻头处是锋利的,是利用压力一定时,受力面积越小, 越大;若发现钻头突然被卡住停转了,电机处会很快发热的,请从能量转化的角度分析原因: 。
25.(2024·江苏无锡·一模)下列三幅图均是中国古代科技著作《天工开物》的插图,图甲中“透火焙干”时把湿纸贴在墙上利用了湿纸受到的摩擦力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)重力而静止;图乙“六桨客船”中的船工向后划桨时,客船就会向前运动,是因为 的;图丙中“赶稻及菽”时牛拉石碾匀速转动过程中,石碾受 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
26.(2024·广东江门·一模)如图-1,用手捏扁气球,说明力可以改变物体的 ;如图-2,将充满气的气球固定在小车上,制成压缩空气动力小车,当气球向左喷气时,静止的小车向右运动起来,该现象说明力的作用是 ;如图-3,在气球的左侧吹气,气球向左侧运动,这是因为在流体中,流速大的地方,压强 。
27.(2024·广东肇庆·一模)谷风车是我国古代劳动人民智慧的结晶.如图甲所示,当农民转动手动杆时,有风吹出,顶槽漏下的饱满谷粒和干瘪谷粒就被分开.图乙为谷风车内部风扇叶片图示,手动杆的半径用字母L表示,则:
(1)A出口主要得到 ,B出口主要得到 ;(选填“饱满谷粒”或“干瘪谷粒”)
(2)若筛选出的谷粒不小心掺了石子,为了利用此装置将两者分开,则农民伯伯则需用比原来 (选填“更快”“等速”或“更慢”)的速度转动手柄;
(3)小明帮父亲完成此工作,为了更省力,则需要 (选填“增长”或“缩短”)手动杆半径L;
(4)这样选谷是利用了谷粒质量差异导致的 不同,请给出具体解释 。
28.(2024·广东揭阳·一模)如图是在测量木块在木板上的摩擦力,测量前需将测力计在 方向上调零。小明对装置进行了改进,如图所示,将弹簧测力计固定,用力F拉动木板,则木块B受到的摩擦力为 N,该装置 (选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动木板。
29.(2024·黑龙江哈尔滨·二模)2022年12月4日,神舟十四号载人飞船返回舱成功着陆,返回舱着陆的最后1米,反推发动机向下喷出高速气流,以达到减小返回舱下降速度的目的,减速下降过程中说明力可以改变物体的 ,宇航员的质量 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
30.(2024·四川成都·一模)如图所示是悬停在空中的无人机,无人机重为50N,它受到的升力 (选填“小于”、“大于”或“等于”)50N。若此时一切外力都消失,无人机将保持 (选填“静止”、“匀速直线下降”或“匀速直线上升”)状态。
31.(2024·江苏扬州·一模)教室的讲台重200N,当用60N的水平推力推讲台时,讲台静止不动,则讲台受到的摩擦力为 N;当用90N的水平推力推讲台时,讲台做匀速直线运动;当用120N的水平推力推讲台时,讲台受到的摩擦力为 N。
32.(2024·广东惠州·一模)如题图所示,在皮划艇比赛时,发令枪响参赛选手奋力划桨,皮划艇由静止快速前进,说明力可以改变物体的 ,此时以地面为参照物,皮划艇是 的,使皮划艇前进的施力物体是 。
33.(2024·江西吉安·二模)如图所示,质量分布均匀的木块平放在水平桌面上,木块保持静止,现用水平推力F向左匀速推木块,直至木块的右边缘与桌面的右边缘平齐。在此过程中,推力F的大小 ,木块对桌面的压强 (均选填“变大”“变小”或“不变”)
34.(2024·河北邯郸·模拟预测)小电动车在平直的路面上做直线运动,其速度v随时间t变化的图像如图所示。已知在4s~8s内小车受到的牵引力恒为10N,则在4s~8s内小车受到的合力为 N;在0~4s内小车受到的摩擦力 (选填“大于”“等于”或“小于”)10N。电动车轮胎一般都做得比较宽,是为了 (选填“增大”或“减小”)压强。
35.(2024·广东珠海·一模)如图所示,木板B在的水平拉力作用下,沿水平方向做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数是4N,则木块A受到的滑动摩擦力是 N;物体B受到地面的摩擦力是 N,当F增大到12N时,木板B受到的A的滑动摩擦力是 N。
36.(22-23八年级下·山东枣庄·阶段练习)如图所示,木块在水平向左的力和水平向右的力的作用下向右做匀速直线运动,其中F1为1N,F2为3N,若此时撤去F2,则木块在水平方向受到的合力为 N,方向 。
37.(2024·河南濮阳·一模)如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系,物体的速度与时间t的关系如图乙所示,物体在第1s受到的摩擦力为 N,物体在第7s时受到的合力为 N,方向 (选填“向左”或“向右”)。
38.(2024·广东江门·一模)如图甲所示,物体放在粗糙程度不变的水平地面上,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图象分别如乙、丙所示,由图象可知,当t=1s时,物体处于 状态,4s~ 6s内,拉力F所做的功 J,当t=3s时,物体所受摩擦力为 N。
39.(2024·江苏徐州·一模)如图甲所示,放在粗糙程度不变的水平地面上的物体,用方向不变的水平力F向右推物体,推力F的大小随时间的变化关系图像如图乙所示,物体的运动速度随时间的变化关系图像如图丙所示。0~2s内推力做功为 J;2~4s内物体受到的推力 (选填“等于”“大于”或“小于”)摩擦力;第5s时,推力的功率为 W。
40.(2024·江苏南京·一模)如图甲所示,两个完全相同的物体a、b叠放在水平桌面上,在水平拉力F1=15N的作用下,一起向右做匀速直线运动,则a受到的摩擦力为 N;如图乙所示,将a、b并排放于同一桌面上,在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动,则F2= N,a对b的推力的功率是 W。